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Atmosphärische Flüsse halfen, ein riesiges Loch im Antarktis-Eis zu öffnen
Im August 2024 klaffte mitten im winterlichen Meereis vor der Ostantarktis eine fast portugalgroße Wasserfläche. Eine neue Analyse führt das ungewöhnliche Ereignis auf sechs Vorstöße warmer, feuchter Luft und aufsteigendes, vergleichsweise warmes Ozeanwasser zurück. Beide Einflüsse behinderten die Eisbildung, während wechselnde Winde das offene Wasser schließlich vollständig von Meereis umschließen ließen.
Kottayam (Indien). Wenn auf der Südhalbkugel Winter herrscht, wächst das Meereis rings um die Antarktis beträchtlich. Offene Wasserflächen innerhalb dieser Eisdecke, sogenannte Polynjen, sind auf dem offenen Ozean vergleichsweise selten. Sie lassen Wärme und Feuchtigkeit zwischen Meer und Atmosphäre austauschen und können regionale Meeresströmungen beeinflussen.
In der Breid Bay an der Küste der Ostantarktis fehlten solche winterlichen Öffnungen seit Beginn der Satellitenbeobachtungen im Jahr 1979. Anfang August 2024 entstand dort dennoch eine ungewöhnlich große Polynja. Wie diese Wasserfläche trotz der winterlichen Kälte zustande kam, war bislang ungeklärt.
Forscher des National Centre for Polar and Ocean Research (NCPOR) um Jeebanjyoti Swain haben nun untersucht, warum die Eisdecke in diesem Gebiet vorübergehend aufbrach. Dafür werteten sie tägliche Satellitendaten zum Meereis von 1979 bis 2024 aus und kombinierten diese mit Schiffsmessungen, autonomen Messbojen sowie Rekonstruktionen der Wetter- und Ozeanbedingungen.
Die Auswertung zeigt eine Folge von sechs intensiven atmosphärischen Flüssen zwischen dem 6. Juli und dem 6. August 2024. Diese schmalen, weitreichenden Luftströmungen transportierten außergewöhnlich viel Feuchtigkeit und Wärme aus niedrigeren Breiten bis an die antarktische Küste. Bei einzelnen Vorstößen lagen die Lufttemperaturen dort um bis zu rund 19 Grad Celsius über dem üblichen Winterwert.
Zugleich brachten die Luftströmungen dichte Wolken und ungewöhnlich viel Schneefall. Die Wolken verstärkten die nach unten gerichtete Wärmestrahlung, während der Schnee die verbliebene Eisdecke isolierte. Dadurch kühlte die Meeresoberfläche weniger stark ab, und neues Eis bildete sich nur eingeschränkt. Die Winde konnten außerdem vorhandenes Meereis verschieben.
Die Eisdecke war deshalb schon geschwächt, bevor die große Öffnung sichtbar wurde. Der Meereisanteil im untersuchten Gebiet sank von etwa 97 Prozent Anfang Juli auf weniger als 25 Prozent am 30. Juli. Die Polynja ging somit einer längeren Folge außergewöhnlicher Wetterlagen voraus und entstand nicht durch einen einzigen Sturm.
Die warme Luft allein erklärt den Befund jedoch nicht. Parallel zu den atmosphärischen Veränderungen registrierten die Forscher eine Meereswärmewelle, die vom 23. Juli bis zum 14. August anhielt. Das Wasser in der oberen Ozeanschicht war zeitweise um etwa 0,6 Grad Celsius wärmer als üblich. Nahe dem Gefrierpunkt kann schon eine solche Abweichung die Neubildung von Meereis erschweren.
Eine wichtige Rolle spielte offenbar die Wirkung der Winde auf die Wasserbewegung. Sie erzeugten eine Strömungssituation, bei der Oberflächenwasser auseinanderdriftete und vergleichsweise warmes Wasser aus der Tiefe nach oben nachströmte. Die Forscher sprechen von Ekman-Sog. Hinweise darauf liefern Messungen zur Verlagerung der Temperatursprungschicht im Ozean und ergänzende Analysen der Meeresströmungen.
Auch kleinräumige Wirbel dürften die Durchmischung verstärkt haben. So gelangte von unten zusätzliche Wärme an das Meereis, während von oben warme, feuchte Luft die winterliche Abkühlung abschwächte. Erst das Zusammenwirken beider Prozesse begünstigte die ungewöhnlich große Öffnung, so die Schlussfolgerung der Studie.